西门子模块6ES7216-2AD23-0XB8支持验货
于GMP认证对制药机械行业的影响,近一两年来国内用户对设备的采购量出现了严重的萎缩,以至于摆在制药设备制造商面前的生存问题相当残酷,商家为了生机有的去涉足其他行业,有的去开拓国外的市场,但所有的一切的实现都将面临一个问题——如何来吸引你的客户。本文结合我司在药机行业的一点经验,浅谈一下机电产品解决方案如何应用以提客户满意度。
数片机的机构及工作原理
什么是数片机
数片机是医药与保健品片剂(片剂,胶囊,丸剂)后包装工艺的数粒和灌瓶专用设备。数片机是医药与保健品片剂后包装工艺流程技术含量高和商业价值高的包装机械。数片机的数片速度、数片精度、片型规格、废片剔除、甚至数片硬度等等技术指标以及FDA(美国食品与药品管理局)认证体系保证设计等等确定数片机的商业价值。
电子数片罐装线采用先进的PLC可编程控制技术,集数字技术、现代传感技术、微机控制技术、网络技术于一体,实现人机对话界面,操作方便可靠。自动完成理瓶、计数、灌装、输瓶等工序,广泛适用于医药、化工、食品行业的药片、丸、粒、软硬胶囊及特形片的灌装。
本项目电子数片机分单通道、双通道、多通道几种。每个通道一般由8组光电
关开组成,每罐装一瓶药品由一个通道完成。因此为**产量,可将机器开发成单头或多头机型,但原理是一致的,都由几部分组成:电磁震动送料装置、气动关门装置、自动数片系统、集中监控和分拣系统。
电子数片机结构示意
送料装置
系统自动工作后,首先通过光电判断预装瓶子的位置是否正确。当一切信号无误后,震动送料系统会在接受启动信号后,自行启动。震动系统分为三级:一级为震动排料,二为缓动送料,三级为分通道送料料分装。经过三级调整,以达到落料均匀、数粒准确、适应性强。
自动数片和关门系统
当药片下落过程中通过数片光电开关时,自动数片系统会将信号送到分拣系统(PLC)中,然后PLC会根据用户设定的罐装数量来控制气缸的快速动作,实现实时关门,以达到**罐装的目的,**系统的稳定性和**性。
集中监控和分拣系统
所有数片机的参数和运转情况,都将通过监控系统台达人机界面来巡检其工作状况。包括气缸动作时间、自动数片系统的正常与否都将一目了然。
台达机电产品解决方案
该系统对PLC的要求极高,要求有100个1ms的定时器,程序及时速度快,扫描周期短,控制稳定等特点,并且要求产品有极高的价格优势。针对这些特点,项目采用了台达的高性能的EH系列可编程控制器(DVP64EH00T)。该控制器具有双通讯口,可以方便编程与监控;同时有100个1ms的定时器(同类产品种独有),可以更准确,快速的测量数片的数量,而且整个PLC的扫描周期非常短,在同等功能的产品中,业界。监控界面采用台达多通讯口的智能人机触控屏幕(DOPA57GSTD),该产品以其强大的通讯功能,更深深的赢得了客户,自由通讯口强大的宏指令功能,解决了该行业的难题。通过该功能无论药片的大小还是厚薄,只要通过人机界面进行一次光源校正,系统将会自动记录,并将优的参数自动存放在屏幕中。核心控制系统采用了台达整套产品后,数片机在整体性价比方面,优于欧美日系同等品牌。
当前国产制药工业在开放兼容的宏观环境下得以和世界并驾齐驱。电子数片机作为医药后包装的关键核心技术装备,已经初步的满足国内制药行业重大技术装备基本要求。但是比较发达国家的先进装备特别是技术认证体系要求,电子数片机技术还有太多的核心技术与体系兼容需要创新发展,才能够在开放兼容的世界制药装备制造业谋得商业上的强势地位。
GE Fanuc智能设备,GE企业解决方案旗下的业务集团之一,于2008年5月8日宣布收到印度新德里Macawber Beekay公司的订单,购买硬件及软件的原材料处理解决方案,控制环境污染并节约能源。这个价值100万美元的订单包括一个完整的硬件和软件解决方案,通过传递集中的数字化数据和多平台控制,达到节约成本的目的。
Macawber Beebay特殊的Dense Phase Pneumatic Conveying系统通过为印度核心行业的散装原料处理提供解决方案,来满足区域性环境保护控制的需要。这些核心行业包括:能源、水泥、钢铁及医药行业。在过去的几年中,Macawber Beekay公司在原料处理领域实现了市场份额的稳定增长。
“Macawber Beekay已经与GE Fanuc形成了长达五年的紧密合作关系,”GE Fanuc智能设备印度地区及GE企业解决方案印度地区的总经理Vish Palekar说,“本次解决方案的出售是我们长期以来精诚合作的成果并会使促进这种良好关系的继续发展。”
两家公司共同合作完成了许多项目,包括:NTPC、BHEL、印度国家电网以及Reliance、Jindals和Vedanta等私营电力公司的项目。GE Fanuc提供给Macawber Beekay及其他公司极具灵活性的独特的平台、且可信任的技术来确保这些公司能够取得长期的成功。
这个新的解决方案为各个国家的发电企业及私营企业的工厂提供自动灰尘处理。这个应用程序需要以GE Fanuc90-30?系列及PACSysytems? RX3i控制器系统为基础的完整 PLC控制面板,Proficy? HMI/SCADA – CIMPLICITY?和VersaMax? I/O操作员和工程工作站。完整的灰尘处理系统在自动模式下由使用CIMPLICITY的操作员工作站控制,同时,备份控制也可以从模拟控制桌面得到。特别地,来自不同的装料斗的灰尘通过一个密集的气力输送系统被传送到中间灰尘筒仓。
这个解决方案里包括以下GE Fanuc智能设备产品:
Proficy HMI/SCADA – CIMPLICITY提供一个客户端/服务器架构和新网络技术来为收集、监测及控制来能够提供数字化的优势,并提供贯穿于整个工厂操控的标准过程和生产数据。
90-30系列PLC是控制器、I/O系统和特殊模块的家族系列产品,满足各行业解决方案的需要。通过单一的整体控制构架,90-30系列作为PLC已经被应用于包括原料处理、复杂运动控制、水处理、连续排放监视、采矿、食品加工、电梯控制、注射等在内的超过200,000个程序上。
PACSystems RX3i控制器是可编程自动化控制器家族PACSystems的新产品。它具有一个单独的控制引擎和通用的编程环境,提供贯穿多硬件平台的程序可移植性,以及提供收敛的控制选择。
VersaMax是简易且实惠的控制解决方案,可以当作PLC、I/O以及分布式控制来使用。通过这款先进控制家族产品提供的标准组件及架构、主要功能和及其简单的操作方式,机械加工者和终用户尽可能地节约时间和资金。
“GE Fanuc不断地为我们的需要做出努力,帮助我们,”Macawber Beekay总监Karan Gupta说,“他们在短期内就设计出一套符合我们标准的系统,并且通过了GE Fanuc服务团队的测试并迅速得到供应。”
Macawber Beekay公司希望这些项目能够尽快地投入生产中,因为印度的能源部门将在未来的5年里,增加78,000 MW投入到这个计划中,相当于该国目前60%的设备发电量。在过去几年中,巨大的基础设施发展计划为发电行业带来需求,而煤热电力工厂占据了主要供电地位,当地的许多电力工厂设备制造商牢牢抓住了这个发展契机。
“GE Fanuc智能设备努力使客户满意我们的产品、快速的应变时间以及良好的售后服务,”Palekar说,“与Macawber Beekay的合作就是我们努力的好证明。”
一、方案概述
主机控制信息系统(1#、2#机组)的DCS设计为冗余双环环网的拓扑结构,划分为1#机组、2#机组,机组DCS系统以千兆(KWES40016)工业交换机双环网和百兆(KWES40016(百兆光口模块))工业交换机双环网的网络架构,网络中心上连至工作站、工程师站、应用服务器以及SIS系统等。
二、网络拓扑
网络拓扑采用两层冗余双环网的总体架构。考虑到I/O站点的个数,如果不够可以通过交换机的级联来实现扩张或者环网上加KWES40016。如下网络拓扑图
三、方案说明和特点
主机控制信息系统(DCS)控制网络使用环型结构冗余千兆光纤以太网,通过以太网交换机(KWES40016)光纤接口连接,以实现在机炉集中控制室集中监视和控制。核心交换机连接操作员站、数据库服务器、各I/O站及SIS等。
本网络方案根据现有的I/O布局和拓扑结构,采用与核心交换机隔离的冗余双环网百兆以太网结构,使网络在发生不同故障点(线路、交换机)的情况下仍然能够正常工作,网络主干交换机采用KWES40016(千兆光口模块)工业交换机,确保了整个网络系统的可靠稳定性。其个案特点主要表现在以下几个方面:
(1)DCS中的骨干交换全部为千兆交换(通过KWES60008的千兆光口模块实现)。有力的保证了数据交换传输的实时性和可靠性和安全性
(2)在DCS系统中不但接入了上位操作员站和工程师站,而且应用了数据库服务器和系统服务器,使得DCS系统的控制和监视功能更具丰富性和灵活性,也为日后附加功能的升级提供了方便。如果需要千兆电口交换机可以添加KWES60008(8个千兆口)加入到环网中
(3)针对于各个机组的I/O分布的具体情况,低层交换采用了百兆的KWES40016(加百兆的光模块),在保证效率的同时,对于日后终端I/O的扩展和增容可以级联KWES12016的扩展电口。
(4)考虑到核心交换的负载,I/O层的网络与核心层分开。从而使得低层交换机接入时负载更加均衡,缓解了核心交换压力。两者之间通信通过前置机数据交换,如果需要千兆电口可以换成KWES60008交换机(8个千兆口)
(5)所采用的KWES系列以太网交换机均属于工业级以太网产品。冗余电源的设置,牢靠的重负荷设计,电磁兼容性、工作温度、防震等指标完全符合工作现场的要求。
(6)KWES40016支持IGMP和VLAN和PortPriority(端口优先级)设置,从而可以大程度地限制网络上的广播和组播信息,**网络的可靠性和工作效率。还可以对端口的**进行设置,确保网络的数据可控。网络安装和故障诊断比较方便。KWES40016系列交换机带有SNMP管理单元,而且还集成有基于WEB的管理系统,这为快速地进行网络组态、诊断、故障定位和管理提供了方便。千兆口的冗余时间也小于20ms
四、总结
国内火电行业中的DCS系统,大多采用百兆双环网架构或者采用一层千兆双环网架构。相比而言,本方案采用两层冗余双光纤环架构,同时还可以增加KWES60008产品,应用和数据库服务器来丰富完善DCS系统的千兆电口需求功能,I/O层和核心层有效隔离。因此从系统的可靠性,安全性,还是性价比方面都处于。
4 基于台达机电产品的整体解决方案
4.1 一机多屏
由于此流水线长度较长,客户需要在流水线不同的地方安装人机,以便在操作时不用走很长的距离来操作及监控设备,根据此要求人机之间必须进行通讯,这就是我们平常讲的“主从屏”控制。
利用台达人机有一个非常的特点就是有三个通讯口且两个通讯口可以RS232、RS485、RS422进行随意配置,且每个通讯口都是互相独立的。这样就可以利用每一个人机的一个通讯口(此例中采用人机的COM3 设置为RS485通讯格式 7 E 1 9600)连接起来,进行通讯,主机通讯协议采用(MODBUS MASTER),而从机采用(MODBUS SLAVE)。而人机间数据的交换必须采用宏程序来实现。
4.2 通讯从站
根据系统变频器、温控器通讯要求快速的的要求,采用两台10.4寸人机分别与两台EH PLC通过另两个通讯口(COM1 COM2)进行通讯,那是不是要问如上述所说不是一机多屏不是一样能完成吗?何必要如此多此一举呢?那我这里为什么要这么做呢?因为在我实际调试时发现用宏程序来做一机多屏时,如果数据很多,数据利用宏程序在人机交换,因为数据很多,人机的处理速度有限且由于波特率的限制,要满足非常快的通讯要求会有一些勉强,那么我采用在PLC上加装DVP-F485卡(只能作为从站),使得一个PLC能与两个触摸屏通讯,这样我就可以在与变频器、温控器通讯这一块不用通过人机处理直接与两台PLC通讯,这样通讯慢的问题迎刃而解。
4.3 EASYbbbb通讯
根据需要通讯的变频器及温控器数量众多且通讯要求及及时性要高,故采用了台达PLC具有的EASYbbbb功能,此功能优点在于通讯程序底层已经写好,没必要你自己编写复杂的通讯程序,你只需要设置相应的特殊寄存器,这样既方便又可靠且速度快,EASYbbbb功能请参考台达PLC编程手册。
4.4 变频器同步
整个生产线控制有8台变频器,8台变频器频率控制水线,分成七段控制,主要利用台达通讯的便利性,用通讯的方式,随时随地读变频器的频率,只要发现其中一台变频器频率有变化,会根据一定的比例,后续几台变频器跟着变化,以便处理四段速度的同步以控制张力。
八台变频器,当其中一台变频器频率有改动时(通过模拟量改动,或者主频、比例给定)有改动时,那后续的几台变频器就会根据以上的关系,会自动改正频率,以保证同步。
而且,当同时有两台以上变频器频率通过模拟量微调或者通过人机改变比例、主速时,那以前一台为准,后续几台的频率值修改都必须得屏蔽掉,例:比如现场有两个操作工同时修改第二台、第三台变频器的模拟量进行微调频率,那频率修改值以第二台为基准。
频率值是主频与模拟量辅频设置,在现场模拟量辅频何时改变是不可知的,那编写程序时必须每时每刻都要读频率,来了解现场变频器频率值变化,而且频率读好后,还要根据频率变化根据比例计算后,计算出的频率值自动的靠通讯写给相应的变频器。因为是每时每刻的在读频率,而且频率给定有两个来源,那难点在于何时把写好的比较值,给寄存器,然后再用此频率值与读的频率比较,当作参考值。
运用以下思路编写程序,而通过调试客户满意调试效果。原先想运用04AD+04DA,这样的话虽然写程序更简单,但是因为客户现场此生产流水线过长(有五六十米长),而且微调的模拟量必须紧靠每一个工位,客户布线现状比较糟糕,在这么长的线路上模拟量会有很大的衰减和干扰,靠通讯的方式会相对比较好一些,故采用完全用通讯的方式来解决客户同步的要求,相对的程序要求编写会比较复杂一些,特别是何时在给比较值参考,怎么样屏蔽后几台频率变化的问题。
4.5 PID功能
此PID功能主要应用在控制微波加热,而我在应用PID功能时进行了变速积分及积分饱和限制的改进算法,使其在控制时超调非常的小及非常的稳定。
5 结束语
通常,整体解决方案难点主要在于怎样根据设备工艺要求组成高效稳定的网络,使电气产品能够有效地进行通讯。本案例系统的给出自动化系统集成项目关于通讯问题的深入分析与设计方法。基于台达机电单一自动化平台,解决方案为实现系统通讯的整体集成提供了相对于异构自动化平台通常难以顺畅集成的工程技术优势。
概述
变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频调速性能日趋完美,已被不同学科、不同行业的工程技术人员广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益,推动了工业生产的自动化进程。
变频调速用于交流异步电机调速,其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单,调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著,已经成为交流电机调速的新潮流。 通用共用交流母线双回路方案
由于潜油电泵是在户外(海上)使用,其工作环境及其配电设备的工作环境都比较恶劣;而采油作业对采油设备的可靠性又要求很高,故在实际使用共用交流母线的变频系统时应增设工频备用系统(既变频—工频双回路系统)或在原工频系统的基础上加装变频系统,这样工频系统与变频系统可互为备用,既便是在变频系统故障或检修的状态下对采油作业的影响也不大,从而**了采油设备(系统)的安全可靠性。
一、 设备选型:
1、除指定配件外,全选用进口器件
2、每台油井用一台变频器,配上工频回路,做成一体化变频柜。
变频器规格:输入电压为:3AC 1140V+15%,输出功率55KW。
二、 供电方式:
采用变压器-整流器的供电方式双回路接线:
为确保系统的安全可靠,在变频器、整流器发生故障或进行检修时确保其它油井的正常运行生产,本控制系统采用变频-工频双回路接线方式,在保留原工频系统的基础上加装变频系统,具体作法如图三所示。
说明:
1、 变压器的容量为所有潜油电泵电机容量之和的1.3倍。
2、 共用交流母线电压为:1140VAC
3、 逆变器的容量与磕头机电机容量相同或稍大。
4、 确保工频与变频的相序一致。
抽汲参数优化控制及节电增效原理
由于不同地域,不同油井及井深、油液面、油粘度的不同,要求潜油电泵有不同的合理抽汲参数。通常,当潜油电泵的参数一定后,采用改频率(电机转速或传动比)的方法来调节,这样不但能省电,达到佳的经济效益,而且电机能零电流起动,对电机的保护全面。
由于潜油电泵属变负载类负载,即电机在起动时需较大转矩,而停止时则负荷很重。电机则处于电(磁)能泄放状态,软停止对防止油下冲有明显的作用,油泵不会被打坏。
投资与节能
变频系统的初次投资容易给投资者一种投资高风险大的感觉,这主要是对变频节能效果不很了解或将变频系统的初次投资与传统的一些调速方式,如:液力藕合、滑叉电机、变级调速等调速装置的初次投资在未充分考虑节能效果及变频器功能的情况下进行比较,以及对变频器的质量、稳定性、售后服务等还不太了解的感觉;变频节能系统(装置)在各类调速系统中使用时,其节能效果对于单台设备可做到15-75%,在未受到其他因素的影响的情况下一般可取上限;节能效果平均值是由实际应用中得到,性数据可由市场上公开出售的资料(书)查到;通过这些数据再进行一些简单的投资回收率的计算可知;变频节能系统(装置)的投资回收期一般为4-20个月(这是经验值也是数据)。
深圳市英威腾电气有限公司按油田采油厂采油方式的不同需求,同时生产660V至1140V电压等级的中压变频器。单机容量37KW~630KW供用户选择,特别适合井深超过1300M以上的深井电潜泵使用。
该产品安装、使用方便,保护功能完善,尤其是欠电流保护(既轻载自动关机)和过电流保护(因泥砂、石块阻塞油泵或其它机械故障过载自动关机)功能。避免和减少因空转和卡泵造成电机损坏,停产检修的极大损失,受到用户欢迎。
由于中压变频器具有输出频率任意可调的特性,用户可以及时、方便的根据油井产油量及油液面变化,调节电潜泵电机转速,有利于油井稳产,节电率可达30-60%,综合经济效益高。
变频节能系统及生产过程自动化系统在各行业机电设备和生产线上的应用是社会生产发展的必然趋势,它有着早使用、早改造、早受益、快发展的特点,它将不断的被推广应用,并将为企事业的发展锦上添花,为全社会的发展添砖加瓦。
综合效益
采油井潜油电泵是一种大惯量变化负载,所采用的拖动设备是三相异步电机,普遍存在效率低,不便调速,上下冲程不可调,功率因数低等弊端。针对以上问题,我公司开发研制了invt系列产品及共用直流母线技术,采用了先进的控制方式控制潜油电泵运行,达到节能、增效、增产实现自动化的效果,同时达到了电网优化的目的,在国内各油田得到广泛的应用。 节能增效基本原理
本控制装置基于变频调速原理开发而成。在潜油电泵大惯量变载工作状态下,本控制装置有以下几个特点可以达到节能效果。
→调速节能
潜油电泵属次泵类负载,其耗电功率P∝N3,如果调整转速N满足佳冲次及上下冲程速度,省电效果惊人。
→动态调功功能
在潜油电泵变载的工作状态下,控制装置以7000次/秒的速度自适应电机的载荷,自动改变加在电机上的端电压,保证电机在小电流、低电压即小功率状态下运行,达到了节能效果,即调不调速都节能。
→动态功率因数补偿功能
控制装置具有功率因数补偿功能,可取代原有的控制柜启动器、补偿器,使系统趋向一体化,保证电机功率因数COS∮>0.95以上,从而减小了设备损耗,减小了线损,改造了电网,增加了装机容量,达到了节能的目的。
→软启动功能
由于电机全压启动时,启动电流等于3~7倍的额定电流,因此通常在带载电机启动时,会对电机和供电电网造成严重的冲击,导致对电网容量要求过高,而且启动时对设备产生的大电流和震动对设备极为不利;采用本控制装置的软启动功能将会使启动电流远远低于额定电流,实现电机真正意义上的软启动,达到了节能的目的。不但减少了对电网的冲击,且能延长设备使用寿命及维修周期,减少设备维修费用。
→本控制装置可任意分别设定潜油电泵的速度,以适应油井井下原油液面的变化。使潜油电泵随时工作在佳运行状态,达到增产、增效的目的。
一、概述
在水泥行业的立窑、回转窑风机这样的设备,耗电量极大,起动电流很高,要求变压器有足够大的富余量,同时用电动阀门、挡风板等装置来调节风量,在风道系统设计时,为满足生产环境的大要求,必须留有余量,因此风机的风量和压力往往偏大,功率的偏大设计必然造成能量的浪费。
在传统的情况中,都是采用阀门来调节风量的,有些也采用旁通阀或者回流阀来解决**和压力余量过大的问题,这些方法都存在着很大的能量消耗,很多的风机有30~70%的能量是消耗在调节阀的压降上的,不仅造成电能的浪费,工作效率低,而且开动阀门时,还发出啸声和振动,经常发生事故。
近几年来变频技术的出现,彻底改变了这一状况,实践证明在风机的系统中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节风量和压力的变化用来取代阀门控制风量,能取得明显的节能效果。
二、节能原理
立窑、回转窑上的风机的运行工况由立窑、回转窑的负荷情况决定,根据流体力学理论,电机轴功率P和风量Q、压力H之间的关系为:
P=K*H*Q/η
其中K为常数;
η为效率。
它们与转速N之间的关系为:
Q1/Q2=N1/N2
H1/H2=(N1/N2)2
P1/P2=(N1/N2)3
图中曲线1为风机在恒速下压力H和**Q的特性曲线,曲线2是管网风阻特性(阀门开度为)。假设风机在设计时工作在A点的效率高,输出风量Q1为,此时的轴功率P1=Q1*H1与面积AH10Q1成正比。根据工艺要求,当风量需从Q1减少到Q2(例如70%)时,如采用调节阀门的方法相当于增加了管网阻力,使管网阻力特性变到为 2
曲线3,系统由原来的工况A点变到新的工况B点运行,由图中可以看出,风压反而增加了,轴功率P2与面积BH20Q2成正比,减少不多。 如果采用变频调速控制方式,将风机转速由N1降到N2,根据风机的比例定律,可以画出在转速N2下压力H和**Q特性如曲线4所示,可见在满足同样风量Q2的情况下,风压H3将大幅度降低,功率P3(相等于面积CH30Q2)也随着显著减少,节省的功率△P=△HQ2与面积BH2H3C成正比,节能的效果是十分明显的。
由流体力学可知,风量Q与转速的一次方成正比,风压H与转速的平方成正比,轴功率P与转速的立方成正比,当风量减少,风机转速下降时,起功率下降很多。
例如风量下降到80%,转速也下降到80%时,则轴功率下降到额定功率的51%;如风量下降到50%,功率P可下降到额定功率的13%,当然由于实际工况的影响,节能的实际值不会有这么明显,即使这样,节能的效果也是十分明显的。
因此在有风机、水泵的机械设备中,采用变频调速的方式来调节风量和**,在节能上是一个有效的方法。
三、节能系统
,只要正常生产过程中电动阀门的开度在85%以下,在安装节能系统之后,我们预计节能率应在30%以上。同时节能系统还具有以下优点:
1、采用闭环控制系统,可靠性,**度,稳定性都有很大**。
2、实现电机软起动,消除电机起动电流的冲击,延长机械设备的使用寿命。
3、运行平稳,减低噪音,改善工作环境。中央空调系统已广泛应用于工业与民用领域。据统计,中央空调的用电量占各类大厦总用电量的70%以上。
中央空调主要是由风机和水泵组成,采用变频调速技术不仅能使商场室温维持在所期望的状态,让人感到舒适满意,更重要的是其节能效果高达30%以上,能带来良好的经济效益。
一、中央空调系统的构成及工作原理
它主要由制冷机、冷却水循环系统、冷冻水循环系统、风机盘管系统和散热水塔组成。其工作原理如图1示:
制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换,将冷冻水制冷,冷冻水泵将冷冻水送到各风机风口的冷却盘管中,由风机吹送冷风达到降温的目的。经蒸发后的制冷剂在冷凝器中释放出热量,与冷却循环水进行热交换,由冷却水泵将带来热量的冷却水泵到散热水塔上由水塔风扇对其进行喷淋冷却,与大气之间进行热交换,将热量散发到大气中去。
二、对中央空调的变频调速节能改造
1.系统组成
用艾默生变频器对中央空调进行改造,可以组成如下系统,如图2所示:
在该系统中,冷冻泵、冷却泵、水塔风扇变频器采用开环控制,由维护人员根据季节不同和负荷的变化进行调节;风机采用温度闭环控制,可根据温度传感器的反馈值,调节风机的转速,从而使被控环境温度基本保持恒定。原理图如下所示:
艾默生的TD2000系列P型变频器适用于风机和水泵的控制,能根据负载情况,自动实现节能运行。并且其内置PID功能,无需借助其它控制器便可完成温度等参量的闭环自动控制。
TD2000变频器还提供了RS232/RS485串行接口,以便与中央控制室的微机联
网,实现集中监控,使维护人员及时了解各变频器的工作状态。
三、综合效益预测 1. 显著的节电效果,良好的经济效益
2 .使室温维持恒定,让人感到舒适;
3 .操作方便,维护量小;
4 .变频调速使电机大多数时间运行在工频之下,减少了环境噪音,并减轻了电机轴承磨损。
1 引言
近十多年来,随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透,变频交流调速已逐渐取代了过去的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统。几乎可以说,有交流电动机的地方就有变频器的使用。其主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。
现在通用型的变频器一般包括以下几个部分:整流桥、逆变桥、中间直流电路、预充电电路、控制电路、驱动电路等。一台变频器的好坏,驱动电路起着至关重要的作用,现就来谈谈驱动电路常见的问题以及解决的办法。
驱动电路只是一个统称,随着技术的不断发展,驱动电路本身也经历了从插脚式元的驱动电路到光耦驱动电路,再到厚膜驱动电路,以及比较新的集成驱动电路,现在前面提到的后三种驱动电路在维修中还是经常能遇到的。
2 几种驱动电路的维修方法
(1) 驱动电路损坏的原因及检查
造成驱动损坏的原因有各种各样的,一般来说出现的问题也无非是U,V,W三相无输出,或者输出不平衡,再或者输出平衡但是在低频的时候抖动,还有启动报警等等。当一台变频器大电容后的快熔开路,或者是IGBT逆变模块损坏的情况下,驱动电路基本都不可能完好无损,切不可换上好的快熔或者IGBT逆变模块,这样很容易造成刚换上的好的器件再次损坏。这个时候应该着重检查下驱动电路上是否有打火的印记,这里可以先将IGBT逆变模块的驱动脚连线拔掉,用万用表电阻挡测量六路驱动电路是否阻值都相同(但是极个别的变频器驱动电路不是六路阻值都相同的:如三菱、富士等变频器),如果六路阻值都基本相同还不能完全证明驱动电路是完好的,接着需要使用电子示波器测量六路驱动电路上电压是否相同,当给定一个启动信号时六路驱动电路的波形是否一致;如果手里没有电子示波器的话,也可以尝试使用数字式电子万用表来测量驱动电路六路的直流电压,一般来说,未启动时的每路驱动电路上的直流电压约为10V左右,启动后的直流电压约为2-3V,如果测量结果一切正常的话,基本可以判断此变频器的驱动电路是好的。接着就将IGBT逆变模块连接到驱动电路上,但是记住在没有把握的情况稳妥的方法还是将IGBT逆变模块的P从直流母线上断开,中间接一组串联的灯泡或者一个功率大一点的电阻,这样能在电路出现大电流的情况下,保护IGBT逆变模块不被大电容的放电电流烧坏,下面就讲几个在维修变频器时和驱动电路有关的实例:
(2) 安川616G5,3.7kW的变频器
安川616G5,3.7kW的变频器,故障现象为三相输出正常,但在低速时电动机抖动,无法进行正常运行。首先估计多数为变频器驱动电路损坏,正确的解决办法应该是确定故障现象后将变频器打开,将IGBT逆变模块从印刷电路板上卸下,使用电子示波器观察六路驱动电路打开时的波形是否一致,找出不一致的那一路驱动电路,更换该驱动电路上的光耦,一般为PC923或者PC929,若变频器使用年数超过3年,推荐将驱动电路的电解电容全部更换,然后再用示波器观察,待六路波形一致后,装上IGBT逆变模块,进行负载实验,抖动现象消除。
(3) 富士G9变频器
富士G9变频器,故障现在为上电无显示。接到手估计可能是变频器开关电源损坏,打开变频器检查开关电源线路,但是经检查开关电源器件线路都无损坏,在DC正负处上直流电压也无显示,这个时候要估计到可能是驱动问题,将驱动电路初所有电容拆下,发现有个别电容漏液,更换新的电解电容,再次上电后正常工作。
(4) 台达变频器
台达变频器,故障现象是变频器输出端打火,拆开检查后发现IGBT逆变模块击穿,驱动电路印刷电路板严重损坏,正确的解决办法是先将损坏IGBT逆变模块拆下,拆的时候主要应尽量保护好印刷电路板不受人为二次损坏,将驱动电路上损坏的电子原器件逐一更换以及印刷电路板上开路的线路用导线连起来(这里要注意要将烧焦的部分刮干净,以防再次打火),再六路驱动电路阻值相同,电压相同的情况下使用视波器测量波形,但变频器一开,就报OCC故障(台达变频器无IGBT逆变模块开机会报警)使用灯泡将模块的P1和印板连起来,其他的用导线连,再次启动还跳OCC,确定为驱动电路还有问题,逐一更换光耦,后发现该驱动电路的光耦带检测功能,其中一路光耦检测功能损坏,更换新的后,启动正常。
3 结束语
在变频器不断发展的变频器的驱动电路技术也是日新月异,这里所能涉及到的也只是凤毛麟角,希望能对广大技术人员和变频器爱好者有所帮助,希望变频器从业者能多多交流,使大家的技术都能更上一层楼。